安(ān)科(kē)瑞(ruì) 鮑靜君 劉邁

　　摘(zhāi)要：近年來
，中低壓開(kāi)關櫃(guì)在電(diàn)力係統中(zhōng)得到了廣泛(fàn)應用
，中低(dī)壓(yā)開關櫃(guì)體(tǐ)積小，可標準化生(shēng)產。從(cóng)而(ér)占據了電力(lì)市(shì)場(cháng)的重要份(fèn)額(é)。而(ér)中低(dī)壓開關櫃(guì)體積(jī)較(jiào)小(xiǎo)，設備(bèi)間距偏小
，櫃體(tǐ)內(nèi)的(dí)弧(hú)光短路故障時(shí)有發生
，造成開關(guān)設(shè)備被嚴重燒毀的(dí)事故屢屢發(fā)生。本文(wén)分析了(liǎo)弧(hú)光短路的特性
，現(xiàn)有(yǒu)保(bǎo)護方案存在的問(wèn)題
，介紹(shào)了一(yī)種(zhǒng)新型中低壓(yā)母綫(xiàn)電弧(hú)光保(bǎo)護(hù)係(xì)統
，強(qiáng)調了(liǎo)配(pèi)置該型係統的(dí)必(bì)要性(xìng)。

　　關鍵詞：中低(dī)壓母(mǔ)綫；電弧光保護係(xì)統；應用；

　　1概述(shù)

　　在電力(lì)係(xì)統中
，35kV及(jí)以(yǐ)下電壓等級(jí)的(dí)母綫(xiàn)一般不(bù)考慮穩定問題
，因此(cǐ)一(yī)般(bān)未裝設(shè)單獨的母綫保護。南於中(zhōng)低(dī)壓(yā)母(mǔ)綫上的(dí)出綫多(duō)
，操作頻(pín)繁(fán)
，三相(xiāng)導(dǎo)體綫(xiàn)間(jiān)距離與大地的(dí)距(jù)離比較近(jìn)
，容易受(shòu)小動物危(wēi)害(hài)等原因(yīn)
，中(zhōng)低壓母綫的故障幾(jī)率比(bǐ)高壓，壓(yā)母綫高(gāo)得(dé)多(duō)。由(yóu)於(yú)人(rén)們(mén)對中低(dī)壓(yā)母綫(xiàn)保護(hù)不夠(gòu)重(zhòng)視
，多采用(yòng)帶(dài)有較(jiào)大(dà)延時(shí)的(dí)後備保(bǎo)護來切除(chú)母綫上的故障(zhàng)
，往(wǎng)往(wǎng)造成(chéng)事(shì)故(gù)的(dí)發展(zhǎn)和(hé)擴(kuò)大
，造成(chéng)了巨(jù)大的(dí)經(jīng)濟損(sǔn)失(shī)。究(jiū)其原因大(dà)多(duō)是因為(wéi)沒(méi)有裝設單(dān)獨(dú)設置的中低壓(yā)母(mǔ)綫保護
，未能快速(sù)切(qiē)除故(gù)障(zhàng)造成的(dí)。在(zài)設備的使用(yòng)過程中(zhōng)母綫(xiàn)上的(dí)操作比較頻繁(fán)
，設備絕緣(yuán)老化，機械磨損(sǔn)是必然(rán)現(xiàn)象(xiàng)
，運行(háng)條(tiáo)件發(fā)生改變以及人(rén)為操作錯(cuò)誤(wù)
，會導致母綫故(gù)障(zhàng)率升高
，對變(biàn)電(diàn)站的(dí)運行存在安(ān)全隱(yǐn)患。

　　2電弧(hú)光短路特(tè)性(xìng)分(fēn)析(xī)

　　2.1故(gù)障(zhàng)電(diàn)弧產(chǎn)生的原因

　　發(fā)生在(zài)開(kāi)關櫃內(nèi)部(bù)的(dí)弧光(guāng)短路故障(zhàng)
，究(jiū)其原因可歸納(nà)為(wéi)兩(liǎng)類
，一類是(shì)設(shè)備(bèi)原(yuán)因
，另(lìng)一(yī)類(lèi)是人(rén)為原因(yīn)。將(jiāng)這(zhè)些原因做具(jù)體分析(xī)
，得到以下5種情(qíng)況：

　　(1)設(shè)備絕緣故(gù)障(zhàng)。目(mù)前開(kāi)關櫃內(nèi)部(bù)空(kōng)間(jiān)越來越小(xiǎo)
，造(zào)成(chéng)開(kāi)關櫃中部(bù)分絕(jué)緣材(cái)料(liào)爬距不(bù)夠
，絕緣強(qiáng)度不足
，長期運(yùn)行容易造(zào)成絕緣擊(jī)穿放(fàng)電(diàn)事故。

　　(2)載流(liú)回(huí)路接觸(chù)不良。這類(lèi)因(yīn)素(sù)一般(bān)是(shì)一次設備的連接部(bù)分不牢靠引(yǐn)起(qǐ)的。

　　(3)外來物體的影(yǐng)響。一般是(shì)老(lǎo)鼠等小動(dòng)物(wù)的進(jìn)入或工作人(rén)員(yuán)工作結(jié)束後誤(wù)將扳手物品(pǐn)在(zài)開關櫃內部。

　　(4)人(rén)為(wéi)誤(wù)操(cāo)作。由(yóu)於(yú)操(cāo)作(zuò)人員操(cāo)作目(mù)的不(bù)清楚
，操作(zuò)時(shí)精神不(bù)集中(zhōng)
，會(huì)造(zào)成誤人其他(tā)帶(dài)電間(jiān)隔，誤(wù)操(cāo)作(zuò)等。

　　(5)係統(tǒng)的(dí)原(yuán)因。主要(yào)有係(xì)統(tǒng)容(róng)量逐(zhú)年遞增(zēng)，係(xì)統接地方式變化，電力電纜的廣泛應用(yòng)，係(xì)統(tǒng)的(dí)諧(xié)振，繼保(bǎo)設備和安全自(zì)動裝(zhuāng)置(zhì)選(xuǎn)型，配置不當等(děng)因素。

　　2.2故障電弧(hú)的危(wēi)害(hài)

　　發生(shēng)弧光故障(zhàng)時(shí)產(chǎn)生(shēng)的明亮弧光(guāng)
，不(bù)但可(kě)能(néng)引起(qǐ)運行維護人員暫時(shí)性失(shī)明
，巨大(dà)的聲響效(xiào)應還可能引起(qǐ)人(rén)的休(xiū)克
，這些對人體的傷害都是巨大(dà)的。一旦(dàn)燃(rán)弧時間超(chāo)過了lOOms
，其所釋放(fàng)的便(biàn)會(huì)迅速
，而隨著(zhuó)燃燒(shāo)時間(jiān)的延長
，將陸續造成開關櫃內(nèi)的各種電(diàn)纜，連(lián)接(jiē)銅(tóng)排(pái)和鋼板等(děng)材(cái)料的燃燒，熔化。如果故障(zhàng)發生(shēng)時
，恰(qià)好有檢修(xiū)，運行(háng)人員在(zài)開關(guān)櫃周(zhōu)圍工(gōng)作
，特別是開關櫃(guì)門因為(wéi)工作需(xū)要(yào)已(yǐ)經(jīng)打開(kāi)的(dí)情況下(xià)
，則故(gù)障(zhàng)電(diàn)弧產(chǎn)生的(dí)巨(jù)大(dà)將會對工作人(rén)員(yuán)造成(chéng)巨(jù)大的傷害。

　　3現(xiàn)有中(zhōng)低壓(yā)母綫保護方案存在(zài)的(dí)問(wèn)題

　　3.1主(zhǔ)變中低(dī)壓側後(hòu)備(bèi)保護方(fāng)案(àn)

　　此方案(àn)需考(kǎo)慮母綫上的出綫與母分開關的配(pèi)合(hé)問(wèn)題(tí)
，因此(cǐ)其(qí)動作時(shí)限一(yī)般較(jiào)長(cháng)
，通常時(shí)間定值取1．0～1．4秒(miǎo)。很明顯(xiǎn)
，如此(cǐ)長(cháng)動作時限(xiàn)的(dí)保護來隔離(lí)故障是(shì)無法(fǎ)滿(mǎn)足快速f生這一(yī)繼電保(bǎo)護(hù)的基本要(yào)求的
，很有可能造(zào)成(chéng)事(shì)故的發展擴大(dà)
，造成(chéng)更大(dà)的(dí)損(sǔn)失(shī)。

　　3.2出綫(xiàn)的過流(liú)保護方(fāng)案

　　此(cǐ)方案利用出綫綫(xiàn)路(lù)保護中(zhōng)的(dí)過流(liú)保護來實現(xiàn)。當(dāng)過流(liú)保(bǎo)護動作後(hòu)
，跳開出綫開關(guān)的同時閉鎖主變相(xiāng)應側(cè)的(dí)過(guò)流保護。這(zhè)種方案保護動(dòng)作(zuò)時(shí)限(xiàn)一般整定(dìng)為300～1400ms
，在這段(duàn)時間(jiān)內(nèi)
，造(zào)成(chéng)事故(gù)發展擴大的概率依(yī)然較(jiào)高(gāo)
，所(suǒ)以
，此方案仍(réng)然不能(néng)滿(mǎn)足係統穩(wěn)定(dìng)的需(xū)要。

　　3.3高阻抗母綫(xiàn)差動(dòng)保護方(fāng)案

　　此(cǐ)方(fāng)案專門(mén)裝(zhuāng)設(shè)一(yī)套中低壓母(mǔ)綫電流差動保護
，保(bǎo)護的動作時間(jiān)經驗(yàn)值一(yī)般35,-60ms
，如果要加上斷路(lù)器固有的分(fēn)閘時(shí)間(jiān)
，從故障開始(shǐ)到故障(zhàng)切(qiē)除之(zhī)間的(dí)時(shí)間(jiān)則顯得偏長(cháng)。同時(shí)
，此(cǐ)方案對(duì)CT的要(yào)求相對較高(gāo)
，保護(hù)範圍(wéi)受cT安裝位置影響
，舊站(zhàn)改造該型(xíng)保護工程量(liáng)較大。

　　4新(xīn)型電弧(hú)光保護係(xì)統

　　4.1電(diàn)弧光保護的原理

　　電(diàn)弧光保護的原理簡單(dān)
，其(qí)通過安裝(zhuāng)於開(kāi)關(guān)櫃或電纜(lǎn)溝(gōu)等(děng)地(dì)的光感探(tàn)頭感(gǎn)受(shòu)到(dào)光的增(zēng)量變(biàn)化(huà)
，同時檢測CT中(zhōng)二次電流的增(zēng)量
，兩(liǎng)者構(gòu)成“與"門
，從(cóng)而(ér)發出跳閘命令。如果(guǒ)偶爾光綫信號超過光(guāng)綫設(shè)定值或者電流信號超過電流設定(dìng)值(zhí)
，係(xì)統(tǒng)不會輸出(chū)跳(tiào)閘(zhá)信號
，也(yě)不(bù)會記(jì)憶在(zài)跳閘回路中(zhōng)
，但(dàn)可在(zài)主(zhǔ)控單元(yuán)上(shàng)顯示報警信(xìn)號(hào)
，有利於運行(háng)人員及時發現(xiàn)不(bù)正(zhèng)常狀態。

　　4.2電弧(hú)光保護的係統組成

　　(1)主控單(dān)元。主(zhǔ)控(kòng)單元(yuán)猶(yóu)如人(rén)的(dí)大(dà)腦(nǎo)
，負(fù)責控(kòng)製，管(guǎn)理(lǐ)整個係統。它(tā)通(tōng)過接(jiē)收電(diàn)流單元傳(chuán)來(lái)的(dí)過流信(xìn)號和弧(hú)光(guāng)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)或(huò)弧光(guāng)單元傳來(lái)的(dí)弧(hú)光信(xìn)號
，並(bìng)對其進行分析(xī)，判(pàn)斷
，在滿足過(guò)流(liú)信號與(yǔ)弧光信號(hào)的“與(yǔ)"邏輯時
，發出跳閘指令(líng)以故(gù)障(zhàng)。

　　(2)電流單元。電(diàn)流單(dān)元(yuán)用於檢(jiǎn)測(cè)過(guò)電流信號
，可分(fēn)A
，B
，c三相分(fēn)別檢(jiǎn)測(cè)。其檢(jiǎn)測(cè)到(dào)的(dí)信(xìn)號通過光纖(xiān)和數據綫(xiàn)傳輸到(dào)主控單(dān)元(yuán)
，主控單元(yuán)依據設定的邏輯(jí)
，判斷(duàn)是否發(fā)出跳(tiào)閘指令。

　　(3)弧(hú)光單元。弧光單元(yuán)配置(zhì)若(ruò)幹個弧(hú)光檢測(cè)接口
，這些接121均為(wéi)光(guāng)纖(xiān)接15
，用於(yú)

　　連接(jiē)弧(hú)光(guāng)傳感器(qì)。弧光單元(yuán)檢測到弧(hú)光信號後(hòu)
，通過(guò)光(guāng)纖盒數據綫傳輸到(dào)主控單元(yuán)
，主控單元依據設定(dìng)的(dí)邏(luó)輯
，判斷(duàn)是(shì)否(fǒu)發出(chū)跳閘指令。

　　(4)弧光傳感(gǎn)器。母綫(xiàn)保(bǎo)護(hù)的無源弧光(guāng)傳(chuán)感器是探(tàn)測弧(hú)光的(dí)光(guāng)感應(yīng)原(yuán)件。當發生電弧光(guāng)故障時(shí)
，光的(dí)強度大幅(fú)度增加
，弧(hú)光(guāng)傳感(gǎn)器就(jiù)會把光信(xìn)號(hào)傳送給主控單元(yuán)或者(zhě)弧(hú)光(guāng)單元(yuán)。

　　4.3電(diàn)弧光保(bǎo)護的優點

　　電(diàn)弧(hú)光保護(hù)已逐(zhú)步發(fā)展(zhǎn)為(wéi)現階段中低壓母(mǔ)綫係統(tǒng)中(zhōng)較(jiào)為(wéi)理想的母(mǔ)綫保護。其具(jù)有以(yǐ)下(xià)優(yōu)點：

　　(1)保護原理簡單(dān)。通(tōng)過感受故障(zhàng)點(diǎn)電(diàn)弧光(guāng)和采集電源(yuán)進(jìn)綫(xiàn)電流(liú)構成“與"門(mén)
，係統(tǒng)的(dí)組成也相對簡單(dān)。

　　(2)動作(zuò)迅(xùn)速可靠(kào)。通過采用(yòng)快(kuài)速動(dòng)作的繼(jì)電器
，能夠(gòu)保證(zhèng)發生故障時在短(duǎn)的時間(jiān)內發出跳閘(zhá)命令(líng)
，確(què)保設備(bèi)外(wài)觀不(bù)受損(sǔn)壞。

　　(3)故障(zhàng)點(diǎn)定位功能。根(gēn)據弧(hú)光(guāng)傳感(gǎn)器(qì)的實際安裝位(wèi)置(zhì)可以(yǐ)實(shí)現分(fēn)區保(bǎo)護的(dí)功(gōng)能。

　　(4)具(jù)有較強(qiáng)的抗(kàng)幹擾能力(lì)。電弧(hú)光保(bǎo)護係統采用(yòng)無(wú)源弧(hú)光(guāng)傳感器探(tàn)測(cè)弧光
，各組成(chéng)部(bù)分(fēn)采(cǎi)用光(guāng)纖連(lián)接
，確保(bǎo)了(liǎo)整(zhěng)個(gè)弧光保護係統(tǒng)的(dí)可(kě)靠性及高強(qiáng)的抗幹擾能(néng)力。

　　(5)配置靈活(huó)，適應(yīng)性強。係統使(shǐ)用處理器技(jì)術
，通過對弧光和過(guò)電(diàn)流(liú)動(dòng)作(zuò)信號的(dí)靈(líng)活(huó)編(biān)程(chéng)
，可對各段(duàn)母(mǔ)綫提供選(xuǎn)擇性保(bǎo)護
，適(shì)用(yòng)於(yú)不(bù)同(tóng)類型的接綫和運(yùn)行方(fāng)式(shì)。

　　5安科瑞ARB5-M弧光保(bǎo)護產(chǎn)品選型(xíng)說(shuō)明(míng)

　　6安科(kē)瑞ARB5-M弧光(guāng)保(bǎo)護(hù)產品功能和技術參數

　　7安科(kē)瑞ARB5-M弧光(guāng)保(bǎo)護(hù)產品現場安裝(zhuāng)

　　弧(hú)光保護主(zhǔ)控(kòng)單(dān)元(yuán)，探(tàn)頭安裝圖如(rú)下。

8結束語

　　隨著(zhuó)國(guó)民經濟(jì)的快速發(fā)展
，電力(lì)係統也在不斷發(fā)展壯大(dà)
，各(gè)地配(pèi)網(wǎng)容量逐年(nián)遞(dì)增
，中低(dī)壓母(mǔ)綫故障對係(xì)統安全運行(háng)造成了嚴重(zhòng)的影(yǐng)響。如(rú)何解決(jué)中(zhōng)低壓母(mǔ)綫(xiàn)係(xì)統的保護(hù)問題(tí)已成為(wéi)各電廠，電力公(gōng)司(sī)當前(qián)的(dí)一項重(zhòng)要工(gōng)作(zuò)。新(xīn)型電(diàn)弧光(guāng)保(bǎo)護具(jù)有原理(lǐ)簡單，動(dòng)作(zuò)迅速，配置靈(líng)活等(děng)特(tè)點(diǎn)
，為解決中低(dī)壓母(mǔ)綫(xiàn)係統的保(bǎo)護問題(tí)提供了理想的方案。

　　參考(kǎo)文獻(xiàn)：

　　[1]於興(xīng)羽(yǔ),方宇,劉(liú)學敏(mǐn),王華(huá)鋒(fēng)．淺(qiǎn)談新型電(diàn)弧光保護中低(dī)壓(yā)母綫係(xì)統中的應(yīng)用

　　[2]田(tián)廣(guǎng)青(qīng).電弧光(guāng)保護及其在中(zhōng)低壓開關(guān)櫃和(hé)母(mǔ)綫保護中(zhōng)的(dí)應(yīng)用[J]電(diàn)工(gōng)技(jì)術(shù)雜(zá)誌
，20O4(O1)．

　　[3]安(ān)科瑞企業(yè)微電(diàn)網設計與(yǔ)應用手(shǒu)冊2022.5（版）.